(57)【要約】【課題】  長期に渡りトナー帯電量の低下を防止する現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供すること。また、小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能な現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像装置における、トナーを像担持体に供給する現像ロール２８に供給するトナー供給機構として、現像ロール表面へ進行波電界によってトナーを搬送する電極群３２を、現像ロール２８と対向すると共にトナー収容部３０に延在して設ける。【選択図】  図２
2006047654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向して設けられ、前記トナーを像担持体に供給する現像ロールと、
前記トナーを収容するトナー収容部と、
前記現像ロールと対向すると共に前記トナー収容部に延在して設けられ、前記トナー収容部から前記現像ロール表面へ進行波電界によってトナーを搬送する電極群と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記電極群は、前記現像ロールの回転方向とは逆方向にトナーを搬送することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ロールと前記トナー収容部との間で前記電極群の上方に設けられ、前記電極群で搬送される前記トナーの量を規制するトナー搬送量規制部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電極群と前記現像ロールとの対向部の下方に設けられ、当該対向部を通過して前記現像ロール表面に供給されなかったトナーを前記トナー収容部へ搬送する第１搬送部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー収容部内部に設けられ、トナーを前記電極群上に前記トナーを載せる第２搬送部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー収容部を構成する筐体の底部は、前記第２搬送部材の形状又は前記第２搬送部材の動作軌跡に沿った壁面形状であることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記電極群は複数の電極と当該電極間に設けられる電極間材料とを含んで構成され、前記電極、前記電極間材料、又はこれらの表面被覆材料はトナー帯電促進材料を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項８】
前記電極群と前記現像ロールとの対向部よりも前記現像ロールの回転方向下流に設けられ、前記現像ロール表面に供給したトナーを馴らす馴らし部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項９】
前記トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１０】
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記現像装置は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に使用する現像装置、及びこの現像装置を使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置は、例えば、像担持体の表面を帯電装置により帯電し、光照射によって像担持体上に静電潜像を形成し、現像剤（トナー）により該静電潜像を現像することによって、潜像を可視化し画像を形成する。
【０００３】
従来、このような現像方式においては、像担持体上に現像剤（トナー）を供給する現像ロール上に薄層の均一な現像剤層（トナー層）を形成する為に、接触若しくは非接触の層規制部材を用いていた。
【０００４】
しかし、層規制部材などによりトナーに大きなストレスが与えられるために、消費されずに残ったトナーは表面に外添剤が埋没してしまい、長期的にはトナーの帯電量の低下を引き起こすといった問題があった。また、通常、高温高湿の環境下ではトナーの帯電量が低下するために、長期に使用したトナーでは帯電分布の下限値が０付近になったり、逆極性になってしまうため、トナークラウドや背景かぶりを引き起こすといった問題もある。このような問題は、小粒径トナーを使用した場合に顕著に表れるため、改善が望まれている。
【０００５】
一方で、小粒径トナーを使用した場合には、現像ロール上に薄層の均一な現像剤層（トナー層）が形成され難いといった問題もあり、改善が望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の第１の目的は、長期に渡りトナー帯電量の低下を防止する現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能な現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の現像装置は、
像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向して設けられ、前記トナーを像担持体に供給する現像ロールと、
前記トナーを収容するトナー収容部と、
前記現像ロールと対向すると共に前記トナー収容部に延在して設けられ、前記トナー収容部から前記現像ロール表面へ進行波電界によってトナーを搬送する電極群と、
を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明の現像装置では、電極群による進行波電界により、トナーは電極と電極の間で電極の高さよりも若干高いところをジャンプしながら或いはそれらのトナーに押されながら、電極群上で運ばれる。そして、現像ロールとの対向部に搬送されると、トナが若干ジャンプする、当該対向部における搬送経路（電極群）の傾きによる重力などの影響、及び／又は電極群の電極と現像ロールの間に生じる電界などによって、トナーは現像ロールに接触する。このうちの一部のトナーが現像ロールとのクーロン力によって現像ロール上に付着し、現像ロール上に層形成される。
【０００９】
このように、トナーが動き出してから現像ロール上に層形成されるまでの間に、トナーは十分摩擦帯電をしているほか、電極の印加電圧と間隙のとり方によっては放電による帯電を与えることもでき、結果的に、現像ロール上のトナーは十分に帯電していると共に、均一に層形成することができる。なお、層形成されるトナーの量は電極群の電圧や周波数、現像ロールとの対向部における間隙によって制御することができる。
【００１０】
従って、層規制部材などによりトナーに大きなストレスが与えられることがなく長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができ、小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能となる。結果、長期に使用したトナーでも、帯電分布の下限値が０付近になったり、逆極性になることが防止され、トナークラウドや背景かぶりが抑制される。
【００１１】
本発明の現像装置において、前記電極群は、前記現像ロールの回転方向とは逆方向にトナーを搬送することがよい。この構成により、現像ロール上に搬送されてきたトナーが接触し易くなり、結果、現像ロールに十分なトナーの量が供給される。
【００１２】
本発明の現像装置において、前記現像ロールと前記トナー収容部との間で前記電極群の上方に設けられ、前記電極群で搬送される前記トナーの量を規制するトナー搬送量規制部材を有することがよい。この構成により、電極群による効率の良いトナーの搬送が行われる。
【００１３】
本発明の現像装置において、前記電極群と前記現像ロールとの対向部の下方に設けられ、当該対向部を通過して前記現像ロール表面に供給されなかったトナーを前記トナー収容部へ搬送する第１搬送部材を有することがよい。この構成により、現像装置内でトナーの再利用が図れる。
【００１４】
本発明の現像装置において、前記トナー収容部内部に設けられ、トナーを前記電極群上に前記トナーを載せる第２搬送部材を有することがよい。この構成により、トナー収容部において電極群上にトナーを載せることができ、効率の良い搬送が図れる。
【００１５】
本発明の現像装置において、前記トナー収容部を構成する筐体の底部は、前記第２搬送部材の形状又は前記第２搬送部材の動作軌跡に沿った壁面形状であることがよい。この構成により、トナー収容部の底部にトナーが長期に渡って貯まることを防止し、トナーの有効利用が図れる。
【００１６】
本発明の現像装置において、前記電極群は複数の電極と当該電極間に設けられる電極間材料とを含んで構成され、前記電極、前記電極間材料、又はこれらの表面被覆材料はトナー帯電促進材料を含んで構成されることがよい。この構成により、電極群による搬送の際に、より効率よくトナーが帯電され、さらに長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができる。
【００１７】
本発明の現像装置において、前記電極群と前記現像ロールとの対向部よりも前記現像ロールの回転方向下流に設けられ、前記現像ロール表面に供給したトナーを馴らす馴らし部材を有することがよい。この構成により、現像ロール表面にトナーが供給されることで形成された薄層を、より均一化させることができる。
【００１８】
本発明の現像装置において、前記トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下であることよい。特に、現像ロール上に薄層形成し難い小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能となる。
【００１９】
一方、本発明の画像形成装置は、
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記現像装置は、上記本発明の現像装置であることを特徴としている。
【００２０】
本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を適用することで、長期にわたり、トナークラウドによる例えば光学系や帯電装置のトナー汚れを防止し、画質上のディフェクトを抑制すると共に、背景かぶりも抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、長期に渡りトナー帯電量の低下を防止する現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。また、小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能な現像装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与して説明し、場合によっては説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る現像装置を示す概略構成図である。
【００２４】
本実施形態に係る画像形成装置は、円筒状の感光体１０（像担持体）の周囲に、帯電器１２、現像装置１４、クリーニング装置１６が配置されている。現像装置１４はユニット化されている。感光体１０と現像装置１４とがユニット化されていてもよい。これらのユニットは、交換可能であって、一成分現像剤（トナー）の消費量や、他の部材の寿命に応じて交換することができる。感光体１０は、帯電器１２で帯電され、レーザとレンズとからなる露光手段１８からのレーザ光２０により、画像に相当する静電潜像が感光体１０の所定の位置に形成される。感光体１０は、回転可能に画像形成装置の枠又はユニットの枠に支持されている。感光体１０上に形成された静電潜像は、現像装置１４と対向する位置で現像ロール２８上のトナー（現像剤）により現像される。感光体１０上に形成されたトナー（現像剤像）は、搬送ロール２２によって搬送されてくる記録紙Ｐ上に、転写ロール２４によって転写される。転写後、記録紙Ｐは、定着装置２６により加熱及び／又は加圧され、転写像が記録紙Ｐ上に定着される。
【００２５】
現像装置１４は、円筒状に形成された現像ロール２８が回転自在（図中反時計回り矢印方向）に、現像装置１４の外枠に支持されている。この現像ロール２８に隣り合って、内部にトナー（現像剤）が蓄えられているトナー収容部３０が配置されている。そして、現像ロール２８とトナー収容部３０との間に渡って、進行波電界を発生する電極群３２が設けられている。
【００２６】
電極群３２は、現像ロール２８と非接触で対向すると共にトナー収容部３０に延在して設けられおり、トナー収容部３０から現像ロール２８表面へ進行波電界（以下、電界カーテンと称する）によってトナーを搬送し、トナーを現像ロール表面へ供給するものである。
【００２７】
電極群３２は、絶縁性の支持部材３２ｃと、支持部材３２ｃ上に等間隔に配列（トナー搬送方向に配列）して設けられた複数の電極３２ｄと、支持部材３２ｃ表面を電極３２ｄと共に被覆する絶縁性の被覆層３２ｅ（電極間材料及び被覆材料を兼ねる層）と、で構成されている。この各電極３２ｄが、進行波電界（電界カーテン）を発生する電極である。そして、電極群３２が、進行波電界（電界カーテン）を発生する部材である。
【００２８】
電極群３２における電極３２ｄ及び被覆層３２ｅを材質は、特に制限はないが、トナー帯電促進材料を含んで構成されることがよい。このようなトナー帯電促進材料としては、ＰＥＴフィルムなどをはじめとして、特開平０６−２８２１１４号公報、特開平０８−２７２１４８号公報、特開平０９−１６０３０４号公報に示されるようなキャリアコート剤、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシランまたはその縮重合物等の帯電制御剤を含有する帯電制御層、含窒素フッ素化アルキル（メタ）アクリレートとビニル系モノマーの共重合体や、フッ素化アルキル（メタ）アクリレートと含窒素ビニル系モノマーの共重合体、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えば、ポリスチレン等）、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、アミノ樹脂（例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂）、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなる直鎖状シリコン樹脂及びその変性品、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）等が挙げられる。トナー帯電促進材料で構成する（或いは含ませる）ことで、電極群３２による搬送の際に、より効率よくトナーが帯電され、さらに長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができる。また、このトナー帯電促進材料は、所望の極性にトナーを帯電させる機能も有しているため、トナーを一方方向にのみ搬送し易くなる。
【００２９】
電極群３２（電界カーテン発生部材）における各電極３２ｄの幅方向の一端（現像ロール２８軸方向）に、支持部材３２ｃと被覆層３２ｅとの間を左右方向（図面中の左右：トナー搬送方向）に伸びて配置されている引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈに接続している（図３参照）。電極３２ｄの中で最も右側（トナー収容部３０側）に配置された電極（第１電極）は第１引出し線３２ｆに接続し、第１電極の左側（現像ロール２８側）に隣り合う電極（第２電極）は第２引出し線３２ｇに、第２電極の左側に隣り合う電極（第３電極）は第３引出し線３２ｈに接続している。第３電極の左側に隣り合う電極は前記第１引出し線３２ｆに接続しており、以下同様に２本おきに前記各引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈに接続している。
【００３０】
引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈは、電極群３２のの外部に引き出されている。そして、電極群３２の外部に引き出された各引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈは、図示しない引き出し口から現像装置の外に引き出されて、電界カーテン発生電源回路ＰＵに接続している（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）。
【００３１】
第１〜第３引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈには、電界カーテン発生電源回路ＰＵから第１〜第３電界カーテン発生電圧ＣＨ１〜ＣＨ３が供給されている（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）。電界カーテン発生電源回路ＰＵは、電源回路Ｅから供給される電圧を各電界カーテン発生電圧ＣＨ１〜ＣＨ３に変換して供給する。例えば、各電界カーテン発生電圧ＣＨ１〜ＣＨ３は、画像形成動作（ジョブ）の実行期間中に供給されるように設定されている。
【００３２】
電界カーテン発生電源回路ＰＵから供給される各電界カーテン発生電圧ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３は位相が１／３周期づつ遅れた同一形状のパルス状の交流電圧であり、高電圧（正（＋）の電圧）が供給されている時間が１／３周期分、低電圧（負（−）の電圧）が供給されている時間が２／３周期分に設定されている（図３（Ｃ）参照）。
【００３３】
したがって、前記各引出し線３２ｆ，３２ｇ，３２ｈのうちのいづれか１つの引出し線が接続している電極３２ｄに高電圧が供給されている時は、他の２つの引出し線が接続している電極３２ｄには低電圧が供給されている。供給される電圧が異なる電極の間には電
界が生じるので、前記構成を備えた電極群３２の被覆層３２ｅの表面上に、電極３２ｄが並んだ方向に沿って周期的な電界分布（同一形状の電界が繰り返し並んで配置された状態で形成される電界分布）を有する電界カーテン（進行波電界）が発生する。そして、電界カーテンの電界分布は電極３２ｄが並んだ方向に沿って移動する。前記構成の電極群３２の電界カーテンの電界分布は、トナー搬送方向（トナー収容部３０から現像ロール２８へ向かう方向）に移動する。なお、供給される電圧は３相以外の電圧（例えば４〜６相等）を使用可能であり、使用する電圧に応じて、各引出し線の本数及び引出し線に接続する電極の間隔（４相電源の場合は３本おきにする）を変更する。
【００３４】
このように、電極群３２は、現像ロール２８の回転方向とは逆方向にトナーを搬送するように構成されている。これにより、現像ロール２８上に搬送されてきたトナーが接触し易くなり、結果、現像ロール２８に十分なトナーの量が供給される。
【００３５】
また、電極群３２の上方で、現像ロール２８とトナー収容部３０との間には、電極群３２で搬送されるトナー（現像剤）の量を規制するトナー搬送量規制部材３４が設けられている。
【００３６】
トナー搬送量規制部材３４は、端部が電極群３２と所望の間隙を設けて配置されており、この間隙を調整することで、トナー搬送量が規制される。このトナー搬送量規制部材３４は、現像ロール２８とトナー収容部３０との間に設けられており、トナー収容部３０からトナーが進入させない隔離部材としても機能させている。
【００３７】
ここで、トナー収容部３０において、電極群３２上に載ったトナー（現像剤）の一部は、電極群３２の進行波電界によって移動しようとするが、多くのトナーが電極群３２に載ってしまうと移動し難くなってしまうことがある。この理由は、トナーの重量による電極群３２とトナーとの摩擦力が進行波電界による移動力（搬送力）を上回るためと考えられる。
【００３８】
このため、トナー搬送量規制部材３４により、電極群３２上に載るトナー量を規制することで、電極群３２とトナー搬送量規制部材３４との間付近からトナーの搬送が開始されこととなる。
【００３９】
電極群３２とトナー搬送量規制部材３４との間隙がどの程度であるかは、規制部材３４と進行波電界や電極の幅、電極間隔などの電極群パラメーターとトナーの粒径、比重、流動性などに依存するものと考えられるが、トナー径（体積平均粒径）１．５〜９μｍで比重１〜２ｇ／ｃｍの各種トナーで電極パラメーターを振ったところ、ほぼ１ｍｍ以下であれば良好にトナーが移動する。また、電極群３２と規制部材３４との間隙は狭いほどよいが、５０μｍ以下では長手方向全域に間隙を保持することが難しくなることがある。
【００４０】
なお、トナー搬送量規制部材３４の材質は、絶縁体でも導電体でもよいが、導電体の場合はリークが発生しない程度に、電極との間隙を保持する必要がある。
【００４１】
電極群３２と現像ロール２８との対向部の下方には、第１アジテーター３６（第１搬送部材）が設けられている。この第１アジテーター３６は、電極群３２と現像ロール２８の対向部を通過して現像ロール２８表面に供給されなかったトナーが落下し、その落下したトナーを再びトナー収容部３０へ搬送するものである。
【００４２】
トナー収容部３０の内部には、第２アジテーター３８（第２搬送部材）が設けられている。この第２アジテーターは、トナー収容部３０に収容されているトナーを電極群３２上にトナーを載せるためのものである。
【００４３】
第１アジテーター３６及び第２アジテーター３８が設けられた現像装置１４の筐体底部は、第１アジテーター３６及び第２アジテーター３８の動作軌跡に沿った壁面形状（断面形状）となっている。第１アジテーター３６及び第２アジテーター３８の下方にトナーが長期に渡って貯まることなく、トナーの有効利用が図れる。
【００４４】
また、電極群３２と現像ロール２８との対向部よりも現像ロール２８の回転方向下流に、板状の馴らし部材４０が設けられている。馴らし部材４０は、現像ロールに圧接して現像ロール２８上に形成されたトナー層をより均一化させる機能を有すると共に、浮遊トナーを現像装置１４外部へ流出することを防止（トナークラウド防止）する機能も有する。また、この馴らし部材４０における現像ロール２８（トナー層）との接触部を、例えば、上述したトナー帯電促進材料で構成する（或いは含ませる）ことで、さらに良好にトナーが帯電し、良質な画像を得ることが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態において、馴らし部材４０を設けなくても現像ロール２８に均一なトナー層を形成可能な構成であるため、従来に比べ、馴らし部材４０の現像ロールに対する圧接力は、接触線圧で５ｇ／ｃｍ以下、好ましくは２ｇ／ｃｍ以下とすることができる。このため、馴らし部材４０を設けても、従来に比べ、トナーに対して過度なストレスを与えることがない。
【００４６】
以上説明した本実施形態では、上述のような電子写真プロセスが開始されると、現像装置１４においては、まず、トナー収容部３０に収容されているトナー（現像剤）が第２アジテーター３８により電極群３２の一端表面上に載せられる。
【００４７】
次に、電極群３２の一端表面上に載ったトナーは摩擦帯電しているので、電極群３２の表面に発生している電界カーテン（進行波電界）によって搬送力を受ける。以下電界カーテンによって帯電しているトナーの搬送される様子を説明する。図４（Ａ）において、電圧供給開始時から最初の１／３周期（第１電界カーテン発生電圧ＣＨ１が高電圧である期間）をｔ１、次の１／３周期（第２電界カーテン発生電圧ＣＨ２が高電圧である期間）をｔ２、以下同様にｔ３、ｔ４、ｔ５…とする。また、Ｖｐｐは高電圧と低電圧との電圧の差である。図４（Ｂ）において、前記第１〜第３引出し線３２ｆ〜３２ｈが接続している電極をそれぞれ電極１〜３で表した。図４（Ｃ）において、前記電極１〜３の電極の電位が、時間がｔ１〜ｔ６まで経過する間に変化する様子を示している。
【００４８】
図４（Ｃ）において、期間ｔ１の間は第１電界カーテン発生電圧ＣＨ１が高電圧なので、負（−）極性に帯電しているマイナストナーは電極１に向かって移動する。このとき正（＋）極性に帯電しているキャリアは、電極２又は電極３に向かって移動する。期間ｔ１から期間ｔ２に移行（時間経過）したとき、第２電界カーテン発生電圧ＣＨ２が高電圧になるので、前記マイナストナーは電位が負（−）に変化した電極１から電位が正（＋）に変化した電極２に移動する。このとき、期間ｔ１の間電極２に移動していたキャリアは、電位が負（−）に変化した電極１か電極３に向かって移動する。このようにして、マイナストナーは、電位が正（＋）の電極の移動する方向（電極１→２→３の方向）に移動、即ち、電界カーテンの電界分布の移動方向と同じ方向に移動する。
【００４９】
このようにして、電極群３２により搬送されてきたトナーは、現像ロール２８との対向部において、一部のトナーが現像ロール２８とのクーロン力によって現像ロール２８上に付着し、現像ロール上に層形成される。
【００５０】
次に、現像ロール上に形成されたトナー層を馴らし部材４０により、さらに均一化させる。そして、この現像ロール上に形成されたトナー層により、現像処理が行われる。
【００５１】
なお、現像ロール２８に付着しなかったトナーは、落下し第１アジテーター３６により、再びトナー収容部３０に戻される。
【００５２】
このように本実施形態では、電極群３２上によりトナーが搬送して現像ロール上に層形成されるまでの間に、トナーは十分摩擦帯電をしているほか、電極の印加電圧と間隙のとり方によっては放電による帯電を与えられ、現像ロール２８上のトナーは十分に帯電していると共に、均一に層形成されている。
【００５３】
このため、長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができ、小粒径トナーを使用した場合でも、現像ロール上に薄層の均一なトナー層が形成可能となる。結果、長期に使用したトナーでも、帯電分布の下限値が０付近になったり、逆極性になることが防止され、トナークラウドや背景かぶりが抑制される。
【００５４】
ここで、小粒径トナーの体積平均粒子径は、１．５μｍ以上５μｍ以下で本発明はより効果を発揮する。このトナーの体積平均粒径は、コールターカウンターＴＡＩＩ（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用して測定される。
【００５５】
トナーの体積平均粒径の測定法としては、まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加する。そして、この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー径が３０μｍのアパーチャーを用いて、粒径が０．６〜１８μｍの範囲の粒子の粒度分布を測定する。
【００５６】
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、累積１６％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ１６ｖ及び数平均粒子径Ｄ１６ｐと定義し、累積５０％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ５０ｖ（既述のトナーの体積平均粒径はこれを指す）及び数平均粒子径Ｄ５０ｐと定義する。
【００５７】
本実施形態において、使用するトナーは、公知の構成とすることができる。以下、トナーの作製方法の一例を示す。なお、各測定は、以下のようにして行った。
【００５８】
・粒径の測定：測定する粒子が１μｍ未満の場合、レーザー回析式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００：堀場製作所製）を用いて測定した。測定法としては分散液となっている状態の試料を固形分で約２ｇになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、約４０ｍｌにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約２分待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する。得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積５０％になったところを体積平均粒径とした。
【００５９】
・分子量・分子量分布の測定：ＧＰＣは「ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、ＳＣ−８０２０（東ソー（株）社製）装置」を用い、カラムは「ＴＳＫｇｅｌ、ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー（株）社製６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）」を２本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いた。実験条件としては、試料濃度０．５％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量１０μｌ、測定温度４０℃、ＩＲ検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ  ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作製した。
【００６０】
融点・ガラス転移温度の測定：融点（離型剤の融点）及びガラス転移温度（トナーのガラス転移温度）は、ＡＳＴＭＤ３４１８−８に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のＤＳＣ−７を用いることができる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行った。
【００６１】
―トナーの作製方法―
（樹脂微粒子分散液（１）の調製）
・スチレン：４８０重量部
・ｎブチルアクリレート：１２０重量部
・カルボキシエチルアクリル酸：１８重量部
・ドデカンチオール：１２重量部
上記成分を混合溶解して溶液を調製する。他方、アニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファックス）１２重量部をイオン交換水２５０重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した溶液（単量体乳化液Ａ）を調整した。
【００６２】
さらに、同じくアニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファックス）１重量部を５５５重量部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込む。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、７５℃まで重合用フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。過硫酸アンモニウム９重量部をイオン交換水４３重量部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、２０分かけて滴下した後、単量体乳化液Ａをやはり定量ポンプを介して２００分かけて滴下する。その後、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを７５℃に、３時間保持して重合を終了する。
これにより微粒子の中心径が２５０ｎｍ、ガラス転移点が５５℃、重量平均分子量が２７０００、固形分量が４２％の樹脂微粒子分散液（１）を得た。
【００６３】
（着色剤粒子分散液（１）の調製）
・黄色顔料（クラリアントジャパン社製、ＰＹ７４）：５０重量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬製、ネオゲンＲ）：５重量部
・イオン交換水：２００重量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックス）により１０分間分散し、中心径２００ｎｍ、固形分量２１．５％のＹｅｌｌｏｗ着色剤粒子分散液（１）を得た。
【００６４】
（離型剤粒子分散液の調製）
・ＨＮＰ０９（日本精蝋製、融点７５℃）：５０重量部
・アニオン性界面活性剤（ダウケミカル社製、ダウファクス）：５重量部
・イオン交換水：２００重量部
上記成分を１１０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックスＴ５０）で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー（ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製）で分散処理し、中心径１２０ｎｍ、固形分量２１．０％の離型剤粒子分散液を得た。
【００６５】
（トナー及び現像剤の作製）
・樹脂微粒子分散液（１）：１３０．８重量部（樹脂５４．９４重量部）
・着色剤粒子分散液（１）：３９．５重量部（顔料８．５重量部）
・離型剤粒子分散液：３８．１重量部（離型剤８重量部）
・ポリ塩化アルミニウム：０．１４重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー（ＩＫＡ  社製、ウルトラタラックス  Ｔ５０）で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら５０℃まで加熱し、５０℃で６０分間保持した後、樹脂微粒子分散液（１）を６８重量部（樹脂２８．５６重量部）追加して緩やかに攪拌した。その後、５１℃に昇温し、そのままの温度で１８０分間維持、粒度分布がより狭くなっていくことをコールターカウンターで確認した。
【００６６】
その後、０．５モル／リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のｐＨを６．５に調整した後、攪拌を継続しながら９５℃まで加熱した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、４０℃のイオン交換水３リットル中に再分散し、１５分、３００ｒｐｍで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を５回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、最終乾燥温度が４０℃となるように設定し凍結乾燥を１０時間行いトナー粒子を得た。
【００６７】
このトナー粒子の粒径をコールターカウンターで測定したところ、体積平均粒径Ｄ５０が５．１μｍ、小径側粒度分布指標ＧＳＤｐｓが１．２３、表面性指標が１．５であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めたトナー粒子の形状係数ＳＦ１は１２０の球形状であった。
【００６８】
上記のトナー粒子５０重量部に対し、疎水性シリカ（キャボット社製、ＴＳ７２０）２重量部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナーを得た。
【００６９】
（試験例）
本実施形態に係る画像形成装置を用い、現像装置１４（トナー収容部）に、上記作製方法に基づき作製した各体積平均粒径（３．２μｍ、５．８μｍ）のトナーを充填して、高温高湿（２９℃、８０％ＲＨ）の環境下で、上記電子写真プロセスに従ってプリントを実施した。このときのトナー帯電分布の下限値の推移を、チャージスペクトル（電子写真学会誌，  ｖｏｌ．２２，  ｐ．８５（１９８８）に示される方法）により調べた。また、比較のために図５に示す従来の一成分現像装置を装着した画像形成装置についても同様に調べた。この結果を図６に示す。図６の縦軸はトナーの電荷量を粒径で割った値ｑ／ｄに比例するトナー電荷の特性値である。
【００７０】
なお、図５に示す従来の一成分現像装置は、ウレタンフォームロール４２（トナー供給部材）を現像ロールに接触させて、当該ウレタンフォームロール４２により現像ロール２８表面にトナーを供給する構成としている。なお、第２アジテーター３８は、ウレタンフォームロール４２にトナーを供給する機能を有することとなり、馴らし部材４０の現像ロール２８に対する接触力は、接触線圧で７０ｇ／ｃｍとしている。
【００７１】
図６の結果から、本実施形態に係る画像形成装置（図中、本発明）では、トナーの体積平均粒径に係わらず、長期に渡り、トナー帯電分布の下限値が低下していないことがわかる。
【００７２】
また、本実施形態に係る画像形成装置を用い、表１に従って、現像装置１４（トナー収容部）に上記作製方法に基づき作製した各体積平均粒径のトナーを充填して、高温高湿（２９℃、８０％ＲＨ）の環境下で、上記電子写真プロセスに従って５００枚連続プリントを実施した。このときの現像ロールに形成されたトナー層の均一性について調べた。また、比較のために図５に示す従来の一成分現像装置を装着した画像形成装置についても同様に調べた。この結果を表１に示す。
【００７３】
なお、トナー層の均一性は、現像ロール上の実際のトナー層を目視で観察し、従来例のトナー層と同等レベルを○として評価した。評価基準は、○が良い、△がやや不均一、×が不均一とした。
【００７４】
【表１】
2006047654.tif 000003
【００７５】
表１の結果から、トナーの体積平均粒径に係わらず、現像ロールに均一なトナー層が形成されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る本実施形態の現像装置における電極群の説明図であり、図３（Ａ）は電極群の電極の配線説明図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ‘断面図拡大図に断面と配線との関係をわかりやすくするために引出し線を記入した図であり、図３（Ｃ）は電極群に印加する電圧の説明図である。
【図４】本発明に係る本実施形態の現像装置における電極群の進行波電界（電界カーテン）の発生電圧とトナー（現像剤）の移動とに関する説明図であり、図４（Ａ）は図３（Ｃ）に対応する進行波電界（電界カーテン）の発生電圧を示す図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の進行波電界（電界カーテン）の発生電圧が印加される電極を示す図、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）の電極の電位と時間経過との対応を示す図である。
【図５】従来の現像装置を示す概略構成図である。
【図６】試験例におけるプリント枚数とトナー帯電分布の下限値の推移との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０   感光体
１２   帯電器
１４   現像装置
１６   クリーニング装置
１８   露光手段
２０   レーザ光
２２   搬送ロール
２４   転写ロール
２６   定着装置
２８   現像ロール
３０   トナー収容部
３２   電極群
３２ｄ 各電極
３２ｃ 支持部材
３２ｅ 被覆層
３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ      引出し線
３４   トナー搬送量規制部材
３６   第１アジテーター
３８   第２アジテーター
４０   馴らし部材
４２   ウレタンフォームロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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